2本以上のエアシリンダを同期動作させる方法とは

2021年9月18日

2本以上のエアシリンダを並列に設置して同時に動かす機構の場合、2本の速度や動き出しのタイミングがズレてしまうと、こじってしまう不具合が懸念されます。

結論から言うとエアシリンダの速度や動き出しのタイミングを2本ぴったり合わせることは不可能です。

2本の動作のタイムラグを出来るだけ少なくし、またタイムラグがあっても問題ない機構にする必要があります。本記事ではその方法を紹介します。

エアシリンダ2本のタイムラグを出来るだけ少なくする

エアシリンダを2本以上動かす場合、少なからず動きにズレは生じるため機構側で対策が必要ですが、対策するにしても出来るだけズレは少なくしておいた方が良いです。

まず、電磁弁からシリンダまでの配管の径と長さを2本とも同じにしましょう。エアの供給と排気の速度を同じにすることで動きのタイミングが合いやすくなります。

しかしこれだけだとシリンダの摺動抵抗や機構・配管の個体差により動きのズレが出てしまう可能性があります。

微妙なズレはスピコンで調整しましょう。スピコンは通常のものでも良いですが、メモリ付のスピコンを使用すると調整が楽です。

SMCのAS-FSシリーズやCKDのDSCシリーズが該当します。比較するとCKDの方が個体差が少ない印象がありオススメです。

駆動対象の機構とエアシリンダを連結しない

エアシリンダを2本同時に動かそうとした時に懸念されるのが「こじり」です。こじるとシリンダのピストンロッドに横荷重がかかり、早期故障の原因となります。

こじりは片方のシリンダが先に動いてしまったりすると生じてしまいます。この動作タイミングのズレはエアシリンダでは必ず生じます。

そのため、シリンダを単純に力を加えるだけの役割に特化させ、駆動させる対象の機構と連結させないようにしましょう。

そうすれば2本のシリンダは独立して動作するので、動作のズレがお互いに影響を及ぼすことはなくなります。

こじりに耐えられる十分な剛性のガイドを設ける

どうしても駆動させる機構とエアシリンダを連結させなければならない場合は、リニアスライドガイドやポールブッシュなどを設ける必要があります。

片方のシリンダだけが動作した場合にかかる横荷重(こじり)をガイドで受けることで、シリンダへの悪影響を軽減させます。

設置するガイドはその横荷重に耐えられるだけの十分な剛性を持ったものを選定してください。

また、ガイドを設けた場合でもできる限り配管の長さやスピコンでの速度調整は行い、できるだけ2本の動作タイミングを合わせるようにしましょう。

電動アクチュエータに変更する

同期動作をさせたいのなら何もエアシリンダにこだわる必要はありません。電動アクチュエータに変更するのも一つの手です。

同期運転が可能なモーター(主にサーボモーター)を使用すれば、2本の電動アクチュエーターを精度良く同期させることができます。

2つのモーターはフィードバック信号によりお互いの動作状況を確認しながら動きます。そのため、仮に片方が故障し、もう片方のみが動作して機械を壊してしまうようなことがありません。

コスト面を度外視すれば同期動作はエアシリンダより電動アクチュエータの方が圧倒的に適していると言えます。

エアシリンダの同期動作まとめ

エアシリンダを2本以上同期動作させることは回路上の工夫だけではできません。動きのズレは必ず生じます。

ですので、エアシリンダを駆動させる機構と連結させない、横荷重(こじり)を受けられるガイドを設けるなど対策が必要です。

または、どうにもならなければ同期動作可能な電動アクチュエータに変更してしまうことも視野に入れて検討してみましょう。

エアシリンダ

Posted by Takumi